Макрообъект с точностью до микрочастиц

[realeugene]

Munin в сообщении #1217984 писал(а):

Из того, что поймали фотон, делают вывод, что произошёл переход.

Но без коллапса фотон ловят непрерывно сразу всюду, и переход происходит непрерывно. Ввиду упомянутой вами унитарности.

Munin в сообщении #1217984 писал(а):

Это не "называют событие".

А что же ещё есть "событие"?

[Muha_]

Munin в сообщении #1209752 писал(а):

В большинстве курсов п. 2 выносится в отдельный предмет - КЭД.

Т.е. если специальность студента подразумевает, что КМ будет его основным инструментом, тогда взгляд физики на вопросы вроде перехода между уровнями с излучением фотона должен быть ему понятен.
Интересно, как вообще следует подходить к КЭД. Как к теории, которая полностью следует из постулатов квантовой механики, но просто рассчитана на случаи посложнее чем частица в потенциальной яме (грубая аналогия: "законы ньютона" -> "как смоделировать мост"), или как к теории, которая создана путем подбора работающей математической модели, созданной в духе постулатов КМ, но не следующей из них непосредственно и не имеющей однозначной логической связи с ними?

[realeugene]

Muha_ в сообщении #1217997 писал(а):

"законы ньютона" -> "как смоделировать мост"

Сомневаюсь, что можно вывести сопромат из одних законов Ньютона, хоть он им и не противоречит, разумеется. Особенно, с учётом режимов текучести и разрушения материалов.

Идею перенормировки придумали очень не сразу, что говорит о нетривиальности КЭД как "расширения" КМ. Хоть он квантовой механике и не противоречит, насколько мне известно.

[Munin]

Muha_ в сообщении #1217997 писал(а):

Т.е. если специальность студента подразумевает, что КМ будет его основным инструментом, тогда взгляд физики на вопросы вроде перехода между уровнями с излучением фотона должен быть ему понятен.

Даже это не обязательно. КЭД - более узкая специальность, чем КМ. Можно заниматься КМ, не занимаясь вопросами КЭД.

Muha_ в сообщении #1217997 писал(а):

Интересно, как вообще следует подходить к КЭД.

Стандартно так:
- КМ рассматривается как теория, которая получается из теории "классическая механика" специальным математическим переходом, который называется "квантование" (есть несколько незначительно различающихся видов квантования, в основном "каноническое квантование" и "фейнмановское квантование").
- Если же "на входе" поставить другую теорию - "классическая электродинамика", то тот же математический переход даст "на выходе" КЭД.
Но при этом возникает ряд тонкостей и сложностей, которые приходится иногда решать "путём подбора". Главное - это спин электрона (1/2, но КЭД может быть написана и для частиц других спинов: мезонов, нуклонов), заряд электрона ($1e,$ но КЭД может быть написана и для кварков с дробным зарядом), и заряд фотона (0; если рассмотреть заряженный фотон, то получится другая теория, тоже встречающаяся в физике - теория типа КХД).

[madschumacher]

realeugene в сообщении #1217957 писал(а):

Теоретическое описание этих эффектов слишком сложное для нетеорфизиков.

Конкретно это явление (переходы в молекулах с участием электромагнитных полей) -- вполне досягаемая весчЪ и для нетеорфизиков. Например, для тех же химиков (это входит, простите, в обязательную ВУЗовскую программу). Конечно, всеми ими в первую очередь изучается вариант,

amon в сообщении #1209751 писал(а):

когда поле считается классическим, а молекула - квантовой системой

но, на спецкурсах, тем, кому нужно, дают и вариант со вторично квантованным полем. И изучается это не из праздности, а из-за жуткой необходимости: больше половины инструментальных методов анализа в химии -- это спектроскопия (начиная от фотометрии пламён и заканчивая ЯМР и Мессбауэром), причём как однофотонных процессов, так и рассеяния (Рамановская колебательная спектроскопия, например).

[Muha_]

Munin в сообщении #1218004 писал(а):

КМ рассматривается как теория, которая получается из теории "классическая механика" специальным математическим переходом, который называется "квантование"

У меня пока в голове сложилась такая картина. Классика прежде всего дает набор того, что можно наблюдать: некие элементарные объекты и набор динамических переменных поверх этих объектов. Так же, в классике есть еще уравнения для этих динамических переменных. Для построения квантовой картины нам для начала нужны классические объекты и динамические переменные. Дальше, постулаты КМ, эксперимент и интуиция позволяют перейти к векторам состояния и операторам. Наконец, процедура квантования позволяет получить динамику для квантового описания. Однако, вся эта процедура не выглядит фундаментальной и абсолютно строгой. Обратная процедура - поведение динамических переменных, предсказанное квантовой механикой, должна быть строгой т.к. иначе КМ не была бы верной теорией. Но когда мы переходим от по сути эмпирических закономерностей, выявленных для классических динамических переменных к операторам и векторам состояния, то (как я понял), ситуация вполне ожидаемо сплошь и рядом бывает вырожденной и подбирать квантовую модель приходится по интуиции и согласованности со всем спектром наблюдений. По идее, мы могли бы вообще не искать законы классической механики, а взять из классики только рассматриваемые объекты и динамические переменные, а дальше сразу подбирать вид операторов и гамильтонианов так, чтобы картина соответствовала наблюдениям. А потом можно вычислить законы классики, как законы поведения средних значений наблюдаемых величин.

Munin в сообщении #1218004 писал(а):

Если же "на входе" поставить другую теорию - "классическая электродинамика", то тот же математический переход даст "на выходе" КЭД.

Выглядит просто, но тут у меня диссонанс, учитывая написанное выше. В классической электродинамике набор объектов и динамических переменных выглядит гораздо более размытым. Следует ли здесь ожидать того же четкого логического перехода "вот у нас система, которую можно наблюдать (поле, частицы), вот динамические переменные (напряженность поля, координаты, импульсы, существование частиц(?)), давайте подберем для них операторы, гамильтонианы, покажем что коммутирует, что нет, как меняется во времени и так далее, с гамильтонианами нам поможет процедура квантования, а еще будет много математических приемов прикладного характера, позволяющих не моделировать динамику в лоб уравнением Шредингера ..."?
Тогда сама процедура квантования выполняется один раз при построении теории, а суть КЭД не в ней, а в системе операторов, гамильтонианов и прикладных приемов, полученных в итоге.
Если не следует ждать подобного логического перехода, тогда почему? Потому что в КЭД рассматривается не только динамические переменные поверх неких объектов, но и сам факт существования этих объектов? (вроде это называется вторичное квантование). Это все сильно усложняет?
Нужно готовиться к тому, что в виде фундаментальной схемы "вектор состояния - уравнение Шредингера" здесь получить что-то пригодное для осознания почти невозможно и нужно использовать другие параллельные математические представления и осваивать их?
С позиции классики КМ кажется загадочными манипуляциями в духе "заткнись и считай", однако, похоже, что это несложно преодолеть: КМ основана на вполне определенных и более-менее естественных идеях, на которых она вся целиком строится. Аналогично, с позиции КМ возникает ощущение, что КЭД представляется загадочными манипуляциями, не имеющие единой основы в том же духе "з. и считай". К чему готовиться? Что это ощущение не верное и теория так же четко свяжется с постулатами КМ при дальнейшем изучении КМ и КЭД, или что теория так и будет выглядеть как подобранные удачные мат. манипуляции и никакого простого стержня увидеть не получится?
На последнюю точку зрения наводит удививший меня факт, что КЭД в программе физики рассматривается как специализация а не как необходимый фундамент.

[Munin]

Muha_ в сообщении #1218037 писал(а):

Дальше, постулаты КМ, эксперимент и интуиция позволяют перейти к векторам состояния и операторам. Наконец, процедура квантования позволяет получить динамику для квантового описания. Однако, вся эта процедура не выглядит фундаментальной и абсолютно строгой.

Это вы напрасно.
1. Процедура квантования строит и состояния, и операторы, и динамику.
2. Она вполне фундаментальна и строга. Она не вполне однозначна, но это не проблема.

Muha_ в сообщении #1218037 писал(а):

Но когда мы переходим от по сути эмпирических закономерностей, выявленных для классических динамических переменных к операторам и векторам состояния, то (как я понял), ситуация вполне ожидаемо сплошь и рядом бывает вырожденной и подбирать квантовую модель приходится по интуиции и согласованности со всем спектром наблюдений.

Нет, всё неправильно.

Muha_ в сообщении #1218037 писал(а):

По идее, мы могли бы вообще не искать законы классической механики

Вот тогда бы мы занимались подбором и подгонкой. Но нет, это делается не так.

Muha_ в сообщении #1218037 писал(а):

В классической электродинамике набор объектов и динамических переменных выглядит гораздо более размытым.

Может быть, вы её просто не знаете? ЛЛ-2. Там всё чётко.

Остальные ваши метания бессмысленно комментировать, потому что вы не поняли, что такое процедура квантования, и насколько она мощна и строга.

Muha_ в сообщении #1218037 писал(а):

На последнюю точку зрения наводит удививший меня факт, что КЭД в программе физики рассматривается как специализация а не как необходимый фундамент.

Это дурной вывод.

КЭД - конечно, фундамент (точнее, фундамент - СМ). Но фундамент физики, а не физиков. Физики не обязаны копаться в этом фундаменте, точно так же, как математики не обязаны копаться в матлогике и теории множеств.
Кроме того, КЭД сложна для усвоения.
Это и приводит к тому, что физикам её дают не всем.

[Muha_]

Munin в сообщении #1218106 писал(а):

Это вы напрасно.
1. Процедура квантования строит и состояния, и операторы, и динамику.
2. Она вполне фундаментальна и строга. Она не вполне однозначна, но это не проблема.

Пока не могу увидеть строгой логики даже в простейшем случае: выводе операторов координаты и импульса. В целом, для того-же одномерного случая картина ясна. Если взять гамильтониан определенного вида, взять волновой пакет, подставить это в уравнение Шредингера, то пакет начинает перемещаться (пробовал численно). Если взять уже известный оператор импульса и применять его к этой системе, то все сходится - этот оператор и представляет импульс в классическом понимании. Но все сходится в сторону от уже готовой квантовой модели к классике. Как логически пройти от классической модели к квантовой непонятно. В учебниках не увидел какой-то определенной логики перехода. Соображения понятны, но они выглядят как наводящие соображения. Попробую перечитать еще раз как-нибудь на свежую голову. Может что-то еще пропустил.

[Munin]

Muha_ в сообщении #1218192 писал(а):

Пока не могу увидеть строгой логики даже в простейшем случае: выводе операторов координаты и импульса.

Вы гамильтонову механику знаете?

Muha_ в сообщении #1218192 писал(а):

Как логически пройти от классической модели к квантовой непонятно.

Читайте учебники. Пока всё выглядит так, что вы в них максимум бессистемно заглядывали. А надо насквозь. Причём начиная с классической механики.

[Muha_]

Munin в сообщении #1218203 писал(а):

Вы гамильтонову механику знаете?

Вроде да. Но все равно пока не помогает. Я полагал, что процедура квантования - это когда из уже готовых операторов комбинируют гамильтониан. По учебникам я решил, что простого и строгого рецепта получения самих операторов с нуля нет - они просто подобраны и проверены. Вы говорите - есть процедура, нужно смотреть внимательнее. Остается верить вам и искать лучше. Думаю это не того рода рецепт, который может превратить создание КЭД или квантовой гравитации в рутинную в каком-то смысле (хотя и неимоверно математически сложную) процедуру.

Munin в сообщении #1218203 писал(а):

Читайте учебники. Пока всё выглядит так, что вы в них максимум бессистемно заглядывали. А надо насквозь. Причём начиная с классической механики.

Читал. Когда-то постепенно все прояснится. Пока меня взволновало, что я мог пропустить какую-то логику, приняв ее за подбор и интуицию.

[warlock66613]

Muha_ в сообщении #1218228 писал(а):

Вроде да.

Включая скобки Пуассона? (Этот вопрос — подсказка, на что стоит обратить внимание.)

[Muha_]

Вроде да. Скобка Пуассона с гамильтонианом дает производную по времени для некой величины. Можно взять коммутатор координаты с гамильтонианом и прийти к импульсу. Но гамильтониан вроде неизвестен и может быть любым. При этом оператор импульса должен быть производной по координате при любом гамильтониане.

(Оффтоп)

Так я могу долго плутать в 3 соснах. Самый простой вариант - ссылка на литературу, краткое объяснение, или традиционное "это все не правильно, читайте учебники".

[warlock66613]

Muha_ в сообщении #1218281 писал(а):

Так я могу долго плутать в 3 соснах.

Определённо. Если прямо совсем вкратце, процедура квантования сводится к замене классических скобок Пуассона квантовыми. Читайте учебники, в общем.

[Munin]

Muha_ в сообщении #1218228 писал(а):

Я полагал, что процедура квантования - это когда из уже готовых операторов комбинируют гамильтониан.

Ну, неправильно. И квантовая механика перед вами за это не ответственна.

[amon]

Muha_ в сообщении #1218281 писал(а):

Самый простой вариант - ссылка на литературу

Фаддеев, Якубовский. ЛЕКЦИИ ПО КВАНТОВОЙ МЕХАНИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ-МАТЕМАТИКОВ.